Межі періодичної таблиці елементів. Де щасливий острів стійкості?
Чи має періодична таблиця елементів «верхня» межа — так чи існує теоретичний атомний номер надважкого елемента, якого неможливо було б досягти у відомому фізичному світі? Російський фізик Юрій Оганесян, на честь якого названий елемент 118, вважає, що така межа має існувати.
За словами Оганесяна, керівника лабораторії Флерова в Об'єднаному інституті ядерних досліджень (ОІЯД) у Дубні, Росія, існування такої межі є результатом релятивістських ефектів. У міру зростання атомного номера збільшується позитивний заряд ядра, а це, у свою чергу, збільшує швидкість руху електронів навколо ядра, наближаючись до межі швидкості світла, пояснює фізик в інтерв'ю, опублікованому в квітневому номері журналу. «НьюСаєнтист». «Наприклад, електрони, що знаходяться ближче до ядра в елементі 112, рухаються зі швидкістю 7/10 швидкості світла. Якби зовнішні електрони наблизилися до швидкості світла, це б змінило властивості атома, порушивши принципи періодичної таблиці», — говорить він.
Створення нових надважких елементів у фізичних лабораторіях – стомлююче завдання. Вчені повинні з граничною точністю врівноважити сили тяжіння та відштовхування між елементарними частинками. Що необхідно, так це магічне кількість протонів і нейтронів, які злипаються в ядрі з бажаним атомним номером. Сам процес прискорює частки до десятої частини швидкості світла. Є невеликий, але не нульовий шанс утворення надважкого атомного ядра потрібного числа. Тоді завдання фізиків — якнайшвидше охолодити його і «зловити» у детекторі до того, як він розпадеться. Однак для цього необхідно отримати відповідну «сировину» — рідкісні, надзвичайно дорогі ізотопи елементів із необхідними нейтронними ресурсами.
По суті, чим важчий елемент у групі трансактинідів, тим коротше його життя. Елемент з атомним номером 112 має період напіврозпаду 29 секунд, 116 - 60 мілісекунд, 118 - 0,9 мілісекунди. Вважається, що наука сягає меж фізично можливої матерії.
Проте Оганесян не погоджується. Він представляє думку, що він перебуває у світі надважких елементів. «Острів стабільності». «Час розпаду нових елементів є надзвичайно коротким, але якщо ви додасте нейтрони в їхні ядра, їхній час життя збільшиться», — зазначає вона. «Додавання восьми нейтронів до елементів з номерами 110, 111, 112 і навіть 113 продовжує їхнє життя на 100 XNUMX років. разів».
Названий на честь Оганесяна, елемент Оганессон належить до групи трансактинідів та має атомний номер 118. Вперше він був синтезований у 2002 році групою російських та американських учених з Об'єднаного інституту ядерних досліджень у Дубні. У грудні 2015 року він був визнаний одним із чотирьох нових елементів Спільною робочою групою IUPAC/IUPAP (група, створена Міжнародним союзом теоретичної та прикладної хімії та Міжнародним союзом теоретичної та прикладної фізики). Офіційне надання імені відбулося 28 листопада 2016 року. Oganesson ma найвищий атомний номер i найбільша атомна маса серед усіх відомих елементів. У 2002-2005 роках було виявлено лише чотири атоми ізотопу 294.
Цей елемент належить до 18 групи таблиці Менделєєва, тобто. благородні гази (будучи його першим штучним представником), проте може виявляти значну реакційну здатність, на відміну від інших шляхетних газів. У минулому вважалося, що оганесон буде газом за стандартних умов, але поточні прогнози вказують на постійний агрегатний стан у цих умовах через релятивістські ефекти, про які Оганесян згадав в інтерв'ю, процитованому раніше. У періодичній таблиці він знаходиться в p-блоці, будучи останнім коренем сьомого періоду.
І російські, і американські вчені історично пропонували йому різні імена. Зрештою, ІЮПАК вирішив вшанувати пам'ять Оганесяна, визнавши його великий внесок у відкриття найважчих елементів періодичної таблиці. Цей елемент — один із двох (поруч із сиборгою), названих на честь живої людини.
